МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РЕСПУБЛИКИ ДАГЕСТАН
ГПОБУ «РЕСПУБЛИКАНСКИЙ ИНДУСТРИАЛЬНО-ПРОМЫШЛЕННЫЙ КОЛЛЕДЖ»

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА
УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

ОП 08. Архитектура ЭВМ и вычислительные системы

Код и наименование специальности: 09.02.05 «Прикладная информатика (по

отраслям).

Квалификация выпускника: техник-программист.
Профиль получаемого профессионального образования: технический.

Курс:2
Семестр:3,4

2021 г.
ОДОБРЕНО
предметной (цикловой) комиссией
W/Z.
.

Протокол К4от «

fl#

УТВЕРЖДАЮ

Зам. директора по НМР

20 у£/г.

Подпись

Шабанова М.М.
ФИО
0$

20 Л г.

Рабочая программа учебной дисциплины ОП 08. Архитектура электронно-вычислительных машин и
вычислительные системы
разработана на основе требований:
Федерального государственного образовательного стандарта среднего профессионального
образования утвержденного приказом Минобрнауки России от 13.08.2014 N 1001 (зарегистрировано
в Минюсте России 25.08.2014 N 33795);
по специальности 09.02,05 «Прикладная информатика (по отраслям).

с учетом:
- профиля получаемого образования.
примерной программы (указывается при наличии)-,
- Рекомендаций по организации получения среднего общего образования в пределах
освоения образовательных программ среднего профессионального образования на базе
основного общего образования с учетом требований федеральных государственных
образовательных стандартов и получаемой профессии или специальности среднего
профессионального образования (разработаны Департаментом государственной политики
в сфере подготовки рабочих кадров и ДПО Минобрнауки России совместно с ФГАУ
«Федеральный институт развития образования» (письмо Департамента государственной
политики в сфере подготовки рабочих кадров и ДПО Минобрнауки России от 17.03.2015
№ 06-259);
- Методических рекомендаций по разработке рабочих программ общеобразовательных
учебных дисциплин в пределах освоения основной профессиональной образовательной
программы среднего профессионального образования (ППКРС и 1ШССЗ), разработанных
Отделом профессионального образования Министерства образования и науки Республики
Дагестан в соответствии с рабочим учебным планом образовательной организации на
2021/2022 учебный год.
Разработчик: Камбулатов Руслан Шамильевич, преподаватель информатики ГБПОУ РД
ИПК.
Рецензенты/ эксперты: Алиев И.А., кандидат наук, преподаватель ФГБОУ ВО ДГУ.

2

СОДЕРЖАНИЕ:

СТРУКТУРА И ПРИМЕРНОЕ СОДЕРЖАНИЕ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ.............

ПАСПОРТ ПРОГРАММЫ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ....................................................

УСЛОВИЯ РЕАЛИЗАЦИИ ПРОГРАММЫ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ...................
КОНТРОЛЬ
И
ОЦЕНКА
РЕЗУЛЬТАТОВ
ОСВОЕНИЯ
УЧЕБНОЙ
ДИСЦИПЛИНЫ.........................................................................................................................

3

1. ПАСПОРТ ПРОГРАММЫ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
Архитектура ЭВМ и вычислительные системы
1.1. Область применения программы
Программа учебной дисциплины (далее программа) - является частью основной
профессиональной образовательной программы в соответствии с ФГОС по специальности
09.02.05 Прикладная информатика (по отраслям)

1.2. Место дисциплины в структуре основной профессиональной образовательной
программы:
Учебная дисциплина входит в профессиональный цикл дисциплин базовой части
ФГОС СПО по специальности 09.02.05 Прикладная информатика (по отраслям).
Предшествующей дисциплиной является математика, а также информатика и ИКТ.
Изучаемая дисциплина является предшествующей для большинства дисциплин
профессионального цикла.
1.3. Цели и задачи дисциплины - требования к результатам освоения дисциплины:
Целью изучения учебной дисциплины является изучение студентами
теоретических основ построения и организации функционирования персональных
компьютеров, их программного обеспечения и способов эффективного применения
современных технических средств для решения экономических и информационных задач.
Задача освоения учебной дисциплины является приобретение студентами
необходимых знаний по архитектурам систем и сетей, принципам иерархического
построения и эффективного управления аппаратно-программными ресурсами.
Требования к результатам освоения дисциплины:
ОК 1. Понимать сущность и социальную значимость своей будущей профессии, проявлять
к ней устойчивый интерес.
ОК 2. Организовывать собственную деятельность, выбирать типовые методы и
способы выполнения профессиональных задач, оценивать их эффективность и
качество.
ОК 3. Принимать решения в стандартных и нестандартных ситуациях и нести за них
ответственность.
ОК 4. Осуществлять поиск и использование информации, необходимой для эффективного
выполнения профессиональных задач, профессионального и личностного развития.
ОК
5.
Использовать
информационно-коммуникационные
технологии
в
профессиональной деятельности.
ОК 6. Работать в коллективе и команде, эффективно общаться с коллегами,
руководством, потребителями.
ОК 7. Брать на себя ответственность за работу членов команды (подчиненных), результат
выполнения заданий.
ОК 8. Самостоятельно определять задачи профессионального и личностного развития,
заниматься самообразованием, осознанно планировать повышение квалификации.
ОК 9.
Ориентироваться в условиях частой смены технологий в
профессиональной деятельности.
ОК 10. Исполнять воинскую обязанность, в том числе с применением полученных
профессиональных знаний (для юношей).
ПК
1.2.Обрабатывать
динамический
информационный
контент ПК 1.4. Моделировать в пакетах трехмерной графики.
ПК 1.5. Настраивать и работать с отраслевым оборудованием обработки
информационного контента.
ПК 1.6. Контролировать работу компьютерных, периферийных устройств и
телекоммуникационных систем, обеспечивать их правильную эксплуатацию.

4

ПК 3.4. Проводить обслуживание, тестовые проверки, настройку отраслевого
программного обеспечения.
ПК 4.1. Управлять содержанием проекта.
ПК 4.4. Управлять ресурсами проекта.
В результате освоения учебной дисциплины обучающийся должен уметь:
- определять оптимальную конфигурацию оборудования и характеристик; устройств
для конкретных задач;
- идентифицировать основные узлы персонального компьютера, разъемы для
подключения внешних устройств;
- обеспечивать совместимость аппаратных и программных средств вычислительной
техники (ВТ).
В результате освоения учебной дисциплины обучающийся должен знать:
- построение цифровых вычислительных систем и их архитектурные особенности;
- принципы работы основных логических блоков системы;
- параллелизм и конвейеризацию вычислений;
- классификацию вычислительных платформ;
- принципы вычислений в многопроцессорных и многоядерных системах;
- принципы работы кэш-памяти;
- методы повышения производительности многопроцессорных и многоядерных
систем;
- основные энергосберегающие технологии.
1.4. Количество часов на освоение программы дисциплины

максимальной учебной нагрузки обучающегося - 168 часов, включая:
обязательной аудиторной учебной нагрузки обучающегося - 112 часов, из них:
теоретических занятий - 82 часа,
практических и лабораторных работ - 30 часов;
самостоятельной работы обучающегося - 56 часов.

2. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
2.1. Объем учебной дисциплины и виды учебной работы

Вид учебной работы
Максимальная учебная нагрузка (всего)
Обязательная аудиторная учебная нагрузка (всего)
в том числе:
практические занятия
контрольные работы
курсовая работа (проект)
Самостоятельная работа обучающегося (всего)
Итоговая аттестация в форме экзамена

Объем часов
168
112
20
56
4

5

2.2. Примерный тематический план и содержание учебной дисциплины Архитектура ЭВМ и вычислительных систем.

Наименование
разделов и тем.
1
Введение.

Тема 1.1
Арифметические
основы ЭВМ

Тема 1.2
Представление
информации в ЭВМ

Содержание учебного материала, лабораторные и практические работы, самостоятельная
работа обучающихся.
2
Роль и место знаний по дисциплине «Архитектура ЭВМ и вычислительных систем» в сфере
профессиональной деятельности.
История развития вычислительных средств. Классификация ЭВМ по физическому
представлению обработки информации, поколениям ЭВМ. сферам применения и методам
исполнения вычислительных машин.
Самостоятельная работа обучающихся:
Чтение дополнительной литературы. Составление конспекта.

Раздел 1 Представление информации в вычислительных системах.
Системы счисления. Непозиционные и позиционные системы счисления. Системы счисления,
используемые в ЭВМ. Свойства позиционных систем счисления. Перевод чисел из одной системы
счисления в другую.
Представление чисел в ЭВМ: естественная и нормальная формы. Форматы хранения чисел в ЭВМ.
Алгебраическое представление двоичных чисел: прямой, обратный и дополнительные коды.
Операции с числами в прямом двоичном, восьмеричном и шестнадцатеричном кодах.
Использование обратного и дополнительного двоичных кодов для реализации всех арифметических
операций с помощью суммирующего устройства. Преимущество дополнительного кода по
сравнению с обратным кодом.
Практические занятия
1. Перевод чисел из одной системы счисления в другую.
Самостоятельная работа обучающихся:
Примеры перевода чисел из одной системы счисления в другую; алгебраических представлений
двоичных чисел.
Виды информации и способы ее представления в ЭВМ. Классификация информационных
единиц, обрабатываемых ЭВМ. Типы данных, структуры данных, форматы файлов. Числовые и
нечисловые типы данных и их виды. Структуры данных и их разновидности.
Кодирование символьной информации. Символьные коды: ASCII, UNICODE и др.

Объем
часов.
3
2

Уровень
освоения.
4

6

2

2

2

4

4

2

6

Кодирование графической информации. Двоичное кодирование звуковой информации. Сжатие
информации. Кодирование видеоинформации. Стандарт MPEG.

2

Самостоятельная работа обучающихся:
Доклад « Виды информации и способы ее представления в ЭВМ»
Раздел 2. Архитектура и принципы работы основных логических блоков вычислительных систем (ВС)
Базовые логические операции и схемы. Таблицы истинности.
Тема 2.1
Логические узлы ЭВМ и их классификация.
Логические основы
ЭВМ, элементы и узлы
Схемные логические элементы
ЭВМ: регистры, вентили, триггеры, полусумматорыи
сумматоры. Таблицы истинности
RS-, JK- и Т-триггера.

4

Тема 2.2
Основы построения
ЭВМ

Тема 2.3
Внутренняя
организация
процессора

2

2

Сумматоры, дешифраторы, программируемые логические матрицы, их назначение и
применение.

2

Практические занятия:
1. Работа и особенности логических элементов ЭВМ.
2. Работа логических узлов ЭВМ.
Самостоятельная работа обучающихся:
Построение таблиц истинности сложных высказываний. Схемы логических элементов ЭВМ.
Понятие архитектуры и структуры компьютера. Принципы (архитектура) фон Неймана.

4

Основные компоненты ЭВМ. Основные типы архитектур ЭВМ.
Самостоятельная работа обучающихся:
Схема «Основные компоненты ЭВМ».
Реализация принципов фон Неймана в ЭВМ. Структура процессора. Устройство управления:
назначение и упрощенная функциональная схема. Регистры процессора: сущность, назначение,
типы. Регистры общего назначения, регистр команд, счетчик команд, регистр флагов.
Структура команды процессора. Цикл выполнения команды. Понятие рабочего цикла, рабочего
такта. Принципы распараллеливания операций и построения конвейерных структур.
Классификация команд. Системы команд и классы процессоров: CISC. RISC, MISC, VLIM.
Арифметико-логическое устройство (АЛУ): назначение и классификация. Структура и
функционирование АЛУ.
Интерфейсная часть процессора: назначение, состав, функционирование. Организация работы и
функционирование процессора.

6

2
2

4
2

4

2

7

Тема 2.4
Организация работы
памяти компьютера

Тема 2.5
Интерфейсы

Практические занятия
Построение последовательности машинных операций для реализации простых вычислений.

2

Самостоятельная работа обучающихся:
Схема «Последовательность машинных операций для реализации простых вычислений»

4

Иерархическая структура памяти. Основная память ЭВМ. Оперативное и постоянное
запоминающие устройства: назначение и основные характеристики.

2

Организация оперативной памяти. Адресное и ассоциативное ОЗУ: принцип работы и
сравнительная характеристика. Виды адресации. Линейная, страничная, сегментная память. Стек.
Плоская и многосегментная модель памяти.
Кэш-память: назначение, структура, основные характеристики. Организация кэш-памяти: с
прямым отображением, частично-ассоциативная и полностью ассоциативная кэш-память.
Динамическая память. Принцип работы. Обобщенная структурная схема памяти. Режимы
работы: запись, хранение, считывание, режим регенерации. Модификации динамической
оперативной памяти. Основные модули памяти. Наращивание емкости памяти.
Статическая память. Применение и принцип работы. Основные особенности. Разновидности
статической
памяти.Устройства
специальной
памяти:
постоянная
память
(ПЗУ),
перепрограммируемая постоянная память (флэш-память), видеопамять. Назначение, особенности,
применение. Базовая система ввода/вывода (BIOS): назначение, функции, модификации.
Самостоятельная работа обучающихся: Структура памяти ЭВМ

2

2

2

2

4

Понятие интерфейса. Классификация интерфейсов.
Организация взаимодействия ПК с периферийными устройствами. Чипсет: назначение и схема
функционирования.
Общая структура ПК с подсоединенными периферийными устройствами. Системная шина и ее
параметры. Интерфейсные шины и связь с системной шиной. Системная плата: архитектура и
основные разъемы.

2

Внутренние интерфейсы ПК: шины ISA, EISA, VCF, VLB, PCI, AGP и их характеристики.
Интерфейсы периферийных устройств IDE и SCSI. Современная модификация и характеристики
интерфейсов IDE/АТА и SCSI.

2

8

Тема 2.6
Режимы работы
процессора

Тема 2.7
Основы
программирования
процессора

Внешниеинтерфейсыкомпьютера.Последовательныеипараллельныепорты.
Последовательный порт стандарта RS-232: назначение, структура кадра данных, структура
разъемов. Параллельный порт ПК: назначение и структура разъемов.
Назначение, характеристики и особенности внешних интерфейсов USB и IEEE 1394 (FireWire).
Интерфейс стандарта 802.11 (Wi-Fi).
Практические занятия
1. Архитектура системной платы.
2. Внутренние интерфейсы системной платы.
Самостоятельная работа обучающихся:
Структура ЭВМ с подсоединенными периферийными устройствами
Режимы работы процессора. Характеристика реального режима процессора 8086. Адресация
памяти реального режима.
Основные понятия защищенного режима. Адресация в защищенном режиме.
Дескрипторы и таблицы. Системы привилегий. Защита.
Переключение задач. Страничное управление памятью. Виртуализация прерываний. Переключение
между реальным и защищенным режимами.

Самостоятельная работа обучающихся:
Диспут «Защищенный режим работы процессора»
Основы программирования процессора. Выбор и дешифрация команд. Выбор данных из
регистров общего назначения и микропроцессорной памяти. Обработка данных и их запись.
Выработка управляющих сигналов.
Основные команды процессора: арифметические и логические команды, команды перемещения,
сдвига, сравнения, команды условных и безусловных переходов, команды ввода-вывода.
Подпрограммы. Виды и обработка прерываний. Этапы компиляции исходного кода в машинные
коды и способы отладки. Использование отладчиков.
Практические занятия
1. Программирование арифметических и логических команд.
2. Программирование переходов.
Самостоятельная работа обучающихся:
Составление программ для работы процессора

Тема 2.8
Современные
процессоры

2

4

4
2

2

4

2
2

2
4

4

Основные характеристики процессоров. Идентификация процессоров. Совместимость
процессоров. Типы сокетов.

2

Обзор современных процессоров ведущих мировых производителей.
Процессоры нетрадиционной архитектуры. Клеточные и ДНК-процессоры. Нейронные
процессоры.

2

Практические занятия
Идентификация и установка процессора.
Самостоятельная работа обучающихся:
Доклад « Современные процессоры ведущих мировых производителей»

Тема 3.1
Организация
вычислений в
вычислительных
системах
Тема 3.2
Классификация
вычислительных
систем

Раздел 3 Вычислительные системы
Назначение и характеристики ВС. Организация вычислений в вычислительных системах.
ЭВМ параллельного действия, понятия потока команд и потока данных. Ассоциативные
системы. Матричные системы.
Конвейеризация вычислений. Конвейер команд, конвейер данных. Суперскаляризация.
Самостоятельная работа обучающихся:
Доклад «Ассоциативные системы»
Классификация ВС в зависимости от числа потоков команд и данных: ОКОД (SISD), ОКМД
(SIMD), МКОД (MISD). МКМД (MIMD).
Классификация многопроцессорных ВС с разными способами реализации памяти совместного
использования: UMA, NUMA, СОМА. Сравнительные характеристики, аппаратные и программные
особенности.
Классификация многомашинных ВС: МРР, NDW и COW. Назначение, характеристики,
особенности. Примеры ВС различных типов. Преимущества и недостатки различных типов
вычислительных систем.
Практические занятия
Выбор вычислительной системы.
Самостоятельная работа обучающихся:
Схемы различных классификаций вычислительных систем

Всего по дисциплине:

2

4

2
2

2
4
2

2

4

2
4
168

Для характеристики уровня освоения учебного материала используются следующие обозначения:
1, - ознакомительный (узнавание ранее изученных объектов, свойств);
2. - репродуктивный (выполнение деятельности по образцу, инструкции или под руководством)
3 - продуктивный (планирование и самостоятельное выполнение деятельности, решение проблемных задач)

10

3. УСЛОВИЯ РЕАЛИЗАЦИИ ПРОГРАММЫ ДИСЦИПЛИНЫ
ЗЛ. Требования к минимальному материально-техническому обеспечению

Реализация программы предполагает наличие учебной лаборатории «Информатика
и компьютерная обработка информации. Теории информации. Операционные системы и
среды. Информационные технологии».

Оборудование лаборатории и рабочих мест лаборатории:
рабочее место преподавателя: системный блок, монитор,
клавиатура, мышь, мультимедийная установка (проектор, экран), принтер,
сканер, колонки,сканер;
рабочее место ученика: системный блок, монитор, клавиатура, мышь;
программное обеспечение общего и профессионального назначения;
дидактический раздаточный материал (образцы документов, накладных,
служебных писем, и т. д.).

3.2. Информационное обеспечение обучения.
Перечень рекомендуемых учебных изданий, Интернет-ресурсов, дополнительной
литературы

I. Основные
источники
Учебники:
1. Максимов Н.В., Партыка Т.Л., Попов И.И. Архитектура ЭВМ и вычислительных
систем: учебник /
2. Н.В. Максимов, Т.Л. Партыка, И.И. Попов. - 3-е изд., перераб. И доп. - М.: ФОРУМ,
2018. - 512 с.:
ил. - (Профессиональное образование).
3. Вячеславовна Р.Л. Кодирование текстовой (символьной) информации [Фестиваль
педагогических
идей
«Открытый
урок»]
/
Р.Л.
Вячеславовна
/
http://festival. 1 september.ru/articles/502820/
4. Литвинская О.С. Основы теории передачи информации:Учебник для СПО / Литвинская
О.С., Чернышев Н.И., Издательство: Феникс, 2018.- 168 с.
5. Максимов Н.В. Современные информационные технологии: для студентов
специальностей «Информационные системы/прикладная информатика (по областям
применения), Техническое обслуживание средств вычислительной техники и
компьютерных сетей / Максимов Н.В.. Партыка Н.В., Попов И.И.. Издательство: Форум ,
2017.-512 с.
6. Максимов Н.В. Технические средства информации / Максимов Н.В., Партыка Н.В.,
Попов И.И., Издательство: Форум ,2019. -606 с.

И

7. Микрюков В.Ю. Информация, информатика, компьютер, информационные системы,
сети /Микрюков В.Ю., Издательство: Феникс, 2017. - 442 с.
II. Дополнительные источники

Учебники:
Михеева Е. В. Информатика: учебник для студентов учреждений среднего профессионального
образования / Е. В. Михеева, О. И. Титова. - 4-е изд., стер. - М.: Издательский центр
«Академия», 2010.
Семакин И. Г. 10-й класс / И. Г. Семакин, Е. К. Хеннер. - М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2004.
Угринович Н. Д. Информатика и ИКТ: учебник для 10 класса / Н. Д. Угринович. - 2-е изд., испр. и
доп. - М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2009.
Угринович Н. Д. Информатика и ИКТ: учебник для 11 класса / Н. Д. Угринович. - 2-е изд., испр. и
доп. - М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2009.
Угринович Н. Д. Информатика и ИКТ. Профильный уровень: учебник для 10 класса / Н. Д.
Угринович. - 2-е изд., испр. и доп. - М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2009.
Угринович Н. Д. Информатика и ИКТ. Профильный уровень: учебник для 11 класса / Н. Д.
Угринович. - 2-е изд., испр. и доп. - М.: БИНОМ. Лаборатория знаний. 2009.
Угринович Н. Д. Информатика и информационные технологии. Учебник для 10-11 классов / Н. Д.
Угринович. - М.: БИНОМ. Лаборатория знаний. 2003.

Интернет-ресурсы:
- http://dogovorlibrary.by.ru
- http://iit.metodist.ru
- http://mega.km.ru/pc/
- http://school-collection.edu.ru/
- http://wikipedia.org/
- http://www.dist-cons.ru

12

-

http://www. it-n.ru/
http://www.nethistory.ru
http://www.orakul.spb.ru/azbuka.htm
http://www.osp.ru
http://www.oszone.ru/
http://www.rusedu.info
http://www.school.edu.ru
www.comp-science.narod.ru
www.directum.ru
www.dis.ru/slovar/deloproizvodstvo
3.3. Общие требования к организации образовательного процесса

Освоение общепрофессиональной дисциплины «Архитектура ЭВМ и вычислительных
систем» планируется в 3 семестре (второй курс обучения) после изучения дисциплины
«Информатика и ИКТ». Программой предусмотрена организация самостоятельной работы
обучающихся в читальном зале библиотеки с выходом в Интернет. Для успешного овладения
дисциплиной предусмотрено индивидуальное консультирование обучающихся.

13

- определять оптимальную
конфигурацию оборудования и
характеристик; устройств для
конкретных задач;

ОК 1,ОК 2, ОКЗ, ОК
4, ОК 5, ПК 1.2, ПК
1.3, ПК 1.4, ПК 1.5,
ПК 3.4

Зачёт и оценка практических
работ
Оценка результатов
проверочных работ
Оценка результатов
самостоятельной работы

- идентифицировать основные узлы
персонального компьютера, разъемы для
подключения внешних устройств;

ОК 1.ОК2, ОКЗ, ОК
4, ОК 5, ПК 1.2, ПК
1.3, ПК 1.4, ПК 1.5,
ПК 3.4

Зачёт и оценка практических
работ
Оценка результатов
проверочных работ
Оценка результатов
самостоятельной работы

- обеспечивать совместимость
аппаратных и программных средств
вычислительной техники (ВТ).

ОК 1,ОК2, ОКЗ, ОК
4, ОК 5, ПК 1.2, ПК
1.3, ПК 1.4, ПК 1.5,
ПК 3.4

Зачёт и оценка практических
работ
Оценка результатов
проверочных работ
Оценка результатов
самостоятельной работы

15